NO175655B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ventilspindeltetning i en ventil, innbefattende en første fiksert ventilkomponent anbragt rundt en andre ventilkomponent som er bevegbar i forhold til den første, med en pakning mellom første og andre ventilkomponenter, hvilken pakning er anordnet rundt den andre ventilkomponent, og en barriere for å hindre at partikkelformet forurensede materiale når frem til pakningen, idet barrieren innbefatter første og andre barriereelementer som strekker seg rundt den andre ventilkomponent.

Det er velkjent at ventiler kan benyttes for styring av fluidumstrømmer og/eller for trykkreduksjon i olje- eller naturgassledninger. Slike ventiler innbefatter pakninger mellom ventilspindelen eller ventillegemet og ventilhuset, for derved å hindre at gass eller olje slipper ut fra ventilen, og for å hindre at uønskede forurensninger trenger inn i ventilen.

Man har imidlertid funnet at pakningene (særlig dersom de er av elastomert materiale), kan skades av forurensende materiale (eksempelvis smusspartikler) i fluidumstrømmen eller av materiale som trenger inn i ventilen fra utsiden. Fordi slike ventiler ofte vil befinne seg i relativt utilgjengelige områder, kan det være vanskelig å bytte ut ødelagte pakninger. Forsøk på å løse dette problem har involvert konstruksjon av spesielle tetninger som ikke påvirkes i særlig negativ grad av forurensninger. Slike tetninger er imidlertid dyre og vanskelige å produsere.

Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å foreslå en løsning på det her nevnte problem.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en ventilspindel-tetnng som angitt i patentkrav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Uavhengig av tverrsnittet til de første og andre ventilkomponenter foretrekkes det at overflaten til den bevegbare komponent er herdet i forhold til overflaten på den stasjo-nære komponent, hvor pakningene og barrieren kan være opp-tatt. Denne forskjell i herding tjener til å motvirke slitasje på den første komponent og kan tilveiebringes eksempelvis ved overflatebehandling eller ved at det legges et hardt materiale (eksempelvis titankarbid) på overflaten, etterfulgt av en glatting.

Oppfinnelsen er primært tenkt anvendt for en ventil for styring av en fluidumstrøm og/eller for tilveiebringelse av en trykkreduksjon i olje- eller naturgassledninger, med størst mulig beskyttelse for de elastomere pakninger mellom ventilspindelen og ventilhuset eller mellom ventilpluggen og ventilhuset. I det minste en av pakningene kan være beskyttet med en barriere. Barrieren fjerner forurensningspartikler slik at fluidum (olje eller gass) som passerer barrieren, ikke vil ta med seg slikt materiale, som ellers ville kunne ødelegge pakningen.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom en del av en ventil i

pakningsområdet for en ventilspindel,

fig. 2 viser et utsnitt i større målestokk av en

barriere som anvendt i fig. 1,

fig. 3 viser et grunnriss (ikke i målestokk) av en ring

som benyttes i barrieren i fig. 2,

fig. 4 viser et snitt gjennom en del av en ventil og

viser særlig tetningen av et ventillegeme, og fig. 5 viser et tetningshus utført ifølge oppfinnelsen.

I fig. 1 er det vist den øvre delen av en ventil. Ventilen har en ventilspindel 1 som glir i et deksel 2. Nærmere detaljer vedrørende selve ventilen er ikke vist, men det kan dreie seg om en ventil som har et ventillegeme (festet til ventilspindelen 1), hvilket ventillegeme kan gli langs innerflaten til en med åpninger forsynt sylinderhylse, for derved å åpne og lukke porter for kontroll av strømningen og/eller for tilveiebringelse av en trykkreduksjon. Slike ventiler benyttes eksempelvis for trykkreduksjon av natur-gass .

Som beskrevet nærmere nedenfor, benyttes det ulike typer pakninger for ventilspindelen 1, for derved å hindre fluidum-lekkasje langs spindelen, og for å hindre inntrengning av uønsket materiale. Her forefinnes det tre ringformede elastomere pakninger 3,4,5 og en pakke 6 bestående av metallringer 7 og 8 (se også fig. 2).

Pakningene 3,4 og 5 og deres montering i ventilen skal nå beskrives nærmere.

Hver av pakningene 3,4 og 5 har et legeme av elastomert materiale, utformet med et V-formet spor 3a,4a eller 5a. Det er ikke vist på tegningene, men hver pakning 3,4 dg 5 innbefatter også et fjærarrangement som bevirker at benene i V-tverrsnittet presses fra hverandre. Fjæren kan eksempelvis være ringformet og ligge i V-sporet. Fjæren selv kan eksempelvis ha V- eller TJ- eller sirkulært tverrsnitt. Pakningene 3,4 og 5 kan være av en type som er tilgjengelig i handelen under navnet VARISEAL.

Et øvre avsnitt av boringen i dekslet 2 er utvidet og avtrappet, for å gi plass til en ytre hylse 9. Denne ytre hylse 9 har to innoverrettede ringflenser 10 og 11. Avstanden mellom disse svarer til høyden til pakningen 3. Inne i denne ytre hylse 9 ligger det en indre hylse 12. Denne indre hylse 12 ender et stykke over flensen 11, slik at det er en avstand til flensen tilsvarende høyden til pakningene 4. Hylsen 12 holdes på plass ved hjelp av minst en bolt 13 som går gjennom en øvre hylseflens' 12 og inn i dekslet 2. Hylsen 12 holdes på plass ved hjelp av minst en bolt 14, som vist på tegnings-figuren. Hylsene 9 og 12 danner sammen en pakkboks for ventilen.

Av fig. 1 går det frem at pakningen 3 ligger mellom flensene 10 og 11 og at pakningen 4 ligger mellom flensen 11 og bunnen eller endedelen til innerhylsen 12. Disse pakninger 3 og 4 er slik plassert at deres spor 3a, 4a er åpne i retning mot ventillegemet, dvs. at Ven peker oppover, slik det er vist i fig. 1.

Pakningen 5 er plassert i et spor nær den øvre enden til innerhylsen 12, og denne pakning har et spor 5a som er åpent oppover.

Pakken 6 bestående av ringer 7 og 8 er vist nærmere i fig. 2. Pakken er plassert i et spor 15 i dekslet 2. En sporvegg (den øvre vegg i fig. 2) dannes av en ringflens 16 hvormed spindelen 1 har glidesamvirke. Sporets 15 andre eller nedre vegg er lavere enn flensen 16, og det er her laget en trakt-formet inngang til sporet 15, slik det er angitt med henvis-ningstallet 17.

Ringene 7 og 8 er stablet på hverandre i sporet 15. Samtlige ringer 7 og 8 er metallringer og har lignende form, men er ikke identiske i grunnrisset. Planrisset i fig. 3 viser at ringene 7, 8 er splittringer, med en liten åpning 7a (eller 8a). Forskjellen mellom ringene 7 og 8 er at de førstnevnte er dimensjonert og utført slik at de er fjærbelastet innover, til samvirke med ventilspindelen 1, mens de sistnevnte, altså ringene 8, er dimensjonert og utført slik at de fjærer utover, til samvirke med sporet 15.

Dessuten er ringene 7 utformet slik at deres radielt sett indre omkretskanter er utformet som en skarp kant for derved å kunne skrape av uønsket materiale (eksempelvis olje, smuss etc.) fra spindelen. Pakken av ringer 7 og 8 danner en slags labyrintpakning. Materialet som samler seg her, vil legge seg i rommene mellom ringene 8 og spindelen 1.

Ringene 7 og 8 tjener til å beskytte de mer ømfintlige elastomere pakninger 3 og 4 mot forurensninger som ellers ville kunne ødelegge dem.

Anordningen av pakningene 3 og 4 med sporene 3a og 4a vendt mot ventillegemet (dvs. mot "høytrykkssiden") medfører at benene i pakningstverrsnittet presses fra hverandre under påvirkning av trykket, slik at pakningsvirkningen derved bedres.

Samtlige av de beskrevne pakninger, dvs. både pakningene 3-5 og pakken 6, er lagt i egne spor, slik at man derved unngår faren for skader fra andre komponenter/pakninger. Det kreves ingen fjaerringer eller andre holdeorganer for å holde pakningene på plass. For å øke slitasjemotstandsevnen kan overflaten på spindelen 1 ha en annen hardhet enn overflatene i dekslet 2 (hvor pakken 6 er anordnet) og i hylsen 12 (hvor pakningene 3-5 er anordnet).

Den pakkboks som hylsene 9 og 12 danner, er enkel å demontere og kan fjernes fra toppen av ventilen uten fare for skade på spindelen eller dekslet.

Fig. 4 viser en ventillegemeanordning 20 festet til en ventilspindel 1, tilsvarende ventilspindelen som er vist i fig. 1. To V-formede elastomere pakninger 21 og 22 (lignende pakningene 3-5) er anordnet og er vist holdt på plass ved hjelp av innsatser 23 og 24. Pakningens 22 spor er åpent nedover, mens sporet i pakningen 22 åpner oppover.

Under pakningen 21 er det en pakke 25 med skraperinger (tilsvarende pakken 6) og en lignende pakke 26 er anordnet over pakningen 22.

Man har her to ringpakker 25 og 26 fordi legemet 20 innbefatter et utbalanserings-rørarrangement 27 for utligning av trykket på de to sidene. Dette medfører den ulempe at forurensninger (eksempelvis olje eller smuss) kan trenge gjennom rørarrangementet 27, og derfor er det nødvendig å beskytte både pakningen 21 såvel som pakningen 22.

Også her kan man ha ulike hårdheter i overflaten som pakningene 21 og 22 og ringene 25 samvirker med.

Fig. 5 viser en pakkboks hvor barrieren utgjør en del av en patron som lett kan tas ut og byttes.

Oppfinnelsen er beskrevet med særlig referanse til pakning av ventilspindeler og -legemer, men oppfinnelsen kan naturligvis også finne anvendelse i andre anordninger hvor det er ønskelig med pakning. Ventilbevegelsen kan også være annerledes enn her forutsatt (lineær), dvs. at ventilene kan utføre dreie- eller spiralbevegelser.

Claims (11)

1. Ventilspindeltetning i en ventil, innbefattende en første fiksert ventilkomponent (2) anbragt rundt en andre ventilkomponent (1) som er bevegbar i forhold til den første, med en pakning (3,4,5) mellom første og andre ventilkomponenter, hvilken pakning er anordnet rundt den andre ventilkomponent (1), og en barriere (6) for å hindre at partikkelf ormet forurensende materiale når frem til pakningen, idet barrieren innbefatter første (8) og andre (7) barriereelementer som strekker seg rundt den andre ventilkomponent (1), karakterisert ved at det eller de første barriereelementer (8) er fjærbelastet utover til samvirke med den første ventilkomponent (2), mens det eller de andre barriereelementer (7) er fjærpåvirket innover til samvirke med den andre ventilkomponent (1).

2. Ventilspindeltetning ifølge krav 1, karakterisert ved at et antall første og andre barriereelementer (8,7) er anordnet slik at de danner en labyrint-tetning.

3. Ventilspindeltetning ifølge krav 1, karakterisert ved at barrieren er ringformet og at de første og andre barriereelementer er henholdsvis første og andre fjaerringer (8,7), idet den eller de første ringer fjærer utover for samvirke med den første ventilkomponent (2) og den eller de andre ringer fjærer innover for samvirke med den andre ventilkomponent (1).

4. Ventilspindeltetning ifølge krav 3, karakterisert ved at de andre ringer (7) har i det minste én radielt sett indre, skarp omkretskant som danner en skrapekant.

5. Ventilspindeltetning ifølge krav 3, karakterisert ved at barrieren er anordnet i en ringutsparing (15) i den første ventilkomponent (2).

6. Ventilspindeltetning ifølge krav 1, karakterisert ved at barrieren innbefatter en stabel av flere vekslende første (8) og andre (7) metalliske fjærbarriere-elementer (6) som strekker seg rundt den andre ventilkomponent (1), idet de første barriereelementer (8) er ettergivende fjærende utover til samvirke med den første ventilkomponent (2) for derved å danne flere samlerom mellom de nevnte vekslende barriereelementer (7,8) for oppsamling av partikkelformet forurensende materiale, og at de andre barriereelementer (7) er ettergivende fjærende innover til samvirke med den andre ventilkomponent (1) for avskraping av partikkelformet forurensende materiale fra den andre ventilkomponent (1) og inn i de nevnte samlerom, for derved å hindre at partikkelformet forurensende materiale når frem til pakningen (3,4,5).

7. Ventilspindeltetning ifølge krav 1, karakterisert ved at pakningen (3,4,5) er av elastomert materiale.

8. Ventilspindeltetning ifølge krav 7, karakterisert ved at pakningen (3,4,5) i tverrsnittet har to ben som danner en innbyrdes vinkel med hverandre og fjærer fra hverandre for derved å tilveiebringe pakning mellom de to ventilkomponenter (1,2).

9. Ventilspindeltetning ifølge krav 1, karakterisert ved at barriereelementene (7,8,) er av metall.

10. Ventilspindeltetning ifølge krav 1, karakterisert ved at den første ventilkomponent (2) er en pakkboks, mens den andre bevegbare ventilkomponent (1) er en ventilspindel.

11. Ventilspindeltetning ifølge krav 1, karakterisert ved at den første ventilkomponent (2) i ventilen er et ventilhus, mens den andre bevegbare ventilkomponent (1) er et ventillegeme.